Trattamenti volumetrici dinamici ad intensità modulata (VMAT) in Radioterapia

La VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy) rappresenta la diretta evoluzione delle tecniche di IMRT classica, resa possibile dalle molteplici innovazioni tecnologiche ed informatiche a cui si è assistito nel corso degli anni.

Il principale vantaggio che questa tecnica dinamica offre è rappresentato dalla possibilità di erogare al paziente dosi anche molto elevate con un grado di precisione quasi assoluto e talora con un singolo arco di rotazione di 360° del Gantry. In realtà un tentativo di erogazione della dose con contemporanea rotazione del Gantry era stato fatto in precedenza con la tecnica IMAT (Intensity Modulated Arc Therapy) proposta da Cedric Yu nel 1995.

Quest'ultima otteneva la modulazione d'intensità sovrapponendo archi multipli, ognuno dei quali era suddiviso in una serie di sottarchi o segmenti erogati successivamente e sequenzialmente ad ogni rotazione con diversa disposizione del MLC; il concetto era quello di estremizzare il principio della step & shoot.

L'IMAT non ottenne tuttavia grande riscontro nella pratica clinica in quanto risultò vantaggiosa solo da un punto di vista meramente concettuale, mentre in ambito pratico la sovrapposizione dei vari archi con differenti aperture richiedeva un'elevata dilatazione dei tempi e la necessità sia di un sistema di controllo adeguato alla consegna di dose che di strumenti in grado di supportare un tale complesso sistema di pianificazione capace di creare soluzioni effettivamente erogabili.

E' su questa base che nel 2007 si ha un punto di svolta con la VMAT, proposta da Otto et al. Il termine fu inizialmente adottato da Elekta per descrivere la loro soluzione commerciale, soluzione che sulla base di un acceleratore lineare classico, grazie ad un sofisticato software, riesce a consegnare la dose modulata in una unica rotazione del Gantry o arco, non escludendo la possibilità di utilizzare due o più archi.

I primi pazienti furono trattati da Elekta nel Gennaio del 2008 al Royal Marsden Hospital (UK) e al General Hospital di Vienna (Austria) e nel mese di Giugno 2008 la FDA (Food and Drug Administration) rilasciò l'autorizzazione ad un suo impiego clinico sul territorio nazionale. La Varian Medical System seguì a ruota l'implementazione del proprio sistema attribuendogli il nome di Rapidarc.

Al di là della denominazione che oggi ritroviamo in campo commerciale quello che caratterizza la metodica è la possibilità di effettuare irradiazione 'unica'. A differenza della IMRT e dell'IMAT che prevedono una interruzione della erogazione del fascio per riprogrammare campi o archi successivi, la VMAT permette di somministrare al paziente la dose prescritta in maniera continuativa consentendo in tal modo l'esecuzione del trattamento in tempi minimi (90-120 s).
Ciò è reso possibile grazie alla capacità di modulare non solo l'ampiezza e la velocità delle lamelle del MLC, ma anche di agire sulla velocità di rotazione del Gantry e sul dose-rate del Linac. Grazie ad un'irradiazione continua durante l'intero arco, tutte le possibili porte di ingresso vengono sfruttate e pesate a piacimento, anche con entrate aventi zero UM (Unità Monitor).

L'insieme di tali caratteristiche concorrono con il loro effetto sinergico ad una elevata modulazione di intensità e garantiscono un'alta conformazione della dose. Il Gantry inoltre viene mosso in maniera consecutiva in senso orario e antiorario allo scopo di evitare perdite di tempo dovute a riposizionamento e conseguenti pause durante l'irradiazione.